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Los investigadores desarrollan el nuevo nanoparticle que eficientemente y selectivamente mata a las células cancerosas

Luis-Maximilians-Universitaet (LMU) en los investigadores de Munich ha desarrollado un tipo nuevo de nanoparticle que eficientemente y selectivamente mata a las células cancerosas, así abriendo las nuevas opciones terapéuticas para el tratamiento de tumores.

Muchos agentes quimioterapéuticos usados para tratar cánceres se asocian a efectos secundarios de la severidad diversa, porque son tóxicos a las células normales así como a los tumores malos. Esto ha motivado la búsqueda para las opciones efectivas a los productos farmacéuticos sintetizados con los cuales la mayoría de los cánceres se tratan actualmente.

El uso del fosfato y del citrato de calcio con este fin ha estado bajo discusión por algunos años ahora, puesto que llevan a la muerte celular cuando están entregados directamente en las células, mientras que su presencia en la circulación tiene poco o nada de efecto tóxico.

El problema consiste en encontrar maneras de vencer los mecanismos que controlan la absorción de estas composiciones en las células, y asegurarse de que las composiciones actúen selectivamente en las células una desea eliminar.

Investigadores en el departamento de la química en LMU, llevado por el Dr. Constantino von Schirnding, el Dr. Hanna Engelke y profesor Thomas Bein, ahora denuncie el revelado de una clase de los nanoparticles amorfos nuevos compuestos del calcio y citrato, que son capaces de abrir brecha las barreras a la absorción, y matando a las células del tumor en una moda apuntada.

El fosfato y el citrato de calcio están implicados en la regla de muchos caminos celulares de la transmisión de señales. Por lo tanto, los niveles de estas substancias presentes en el citoplasma están rigurosamente controlados, para evitar la desorganización de estos caminos.

Crucial, los nanoparticles descritos en el nuevo estudio pueden sobrepasar estos mandos reguladores.

“Hemos preparado amorfo y los nanoparticles porosos que consisten en el fosfato y el citrato de calcio, que se encapsulan en una capa del lípido,” von Schirnding explican.

La encapsulación se asegura de que estas partículas sean tomadas fácilmente por las células sin accionar contramedidas. Una vez dentro de la célula, la capa del lípido se analiza eficientemente, y una gran cantidad de calcio y de citrato se depositan en el citoplasma.

Los experimentos en las células cultivadas revelaron que las partículas son selectivamente mortíferas - las células cancerosas de la matanza, pero dejar las células sanas (que también toman partículas) esencialmente indemnes.

“Sin obstrucción, las partículas pueden ser altamente tóxicas a las células cancerosas. - De hecho, encontramos que cuanto más agresivo el tumor, cuanto mayor es el efecto de la matanza,” dice Engelke.

Durante la absorción celular, los nanoparticles detectan una segunda cubierta de la membrana. Los autores del estudio postulan que un mecanismo desconocido - que sea específico a las células cancerosas - las causas una ruptura de esta membrana exterior, permitiendo que los contenidos de las vesículas se escapen en el citoplasma. En células sanas, por otra parte, esta capa exterior conserva su integridad, y las vesículas se excretan posteriormente intacto en el ambiente extracelular.

La toxicidad altamente selectiva de las partículas permitió para que tratemos con éxito dos diversos tipos de tumores pleurales altamente agresivos en ratones. Con solamente dos dosis, administradas localmente, podíamos reducir tallas de tumor por 40 y el 70%, respectivamente.”

El Dr. Hanna Engelke, departamento de la química, Luis-Maximilians-Universitaet

Muchos tumores pleurales son los productos metastáticos de los tumores del pulmón, y se convierten en la cavidad pleural entre el pulmón y el ribcage. Porque esta región no se suministra sangre, es inaccesible a los agentes quimioterapéuticos.

“En cambio, nuestros nanoparticles se pueden introducir directamente en la cavidad pleural,” dice Bein. Además, a lo largo de un tratamiento de dos meses, no se descubrió ningunos signos de efectos secundarios serios. Totales, estos resultados sugieren que los nuevos nanoparticles tengan gran potencial para el revelado posterior de los tratamientos nuevos para otros tipos de cáncer.

Source:
Journal reference:

Schirnding, C. V., et al. (2020) Synergistic Combination of Calcium and Citrate in Mesoporous Nanoparticles Targets Pleural Tumors. Chem. doi.org/10.1016/j.chempr.2020.11.021.